戴憂華
廣東省南粵交通投資建設(shè)有限公司(510100)
瀝青路面在行車荷載和光照、空氣、雨雪等自然因素的反復(fù)作用下,瀝青混合料會(huì)產(chǎn)生老化[1],瀝青組分中的油分會(huì)逐漸減少,膠質(zhì)和瀝青質(zhì)會(huì)逐漸增加,導(dǎo)致瀝青混合料逐漸變硬變脆,從而縮短了路面的使用壽命[2]。進(jìn)行瀝青的抗老化研究,改善瀝青混合料的抗老化性能,可以延長瀝青路面的使用壽命。
CAP是含活化物的雙組分混合瀝青還原劑,主要由改性乳化瀝青、表面活化材料、滲透材料、樹脂粘結(jié)材料等組成[3-4]。CAP利用瀝青還原劑穿透和軟化瀝青結(jié)合料,對老化的瀝青路面進(jìn)行滲透和粘接,激活老化瀝青膠質(zhì)并提高其原有粘接性和彈性,使原有瀝青形成新的保護(hù)封層,抗剝落能力得到提高,延緩老化的時(shí)間,可以對瀝青路面進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù),延長道路使用壽命。
目前,在瀝青混合料中摻加CAP技術(shù)實(shí)施簡便、成本較低、可快速開放交通等優(yōu)點(diǎn),得到越來越廣泛的應(yīng)用,但是其對瀝青老化的具體改善效果,對瀝青基本性能的影響,仍然缺乏足夠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
通過一系列室內(nèi)試驗(yàn)研究,分析了摻加CAP瀝青還原劑后瀝青的基本性能變化,以及抵抗老化的改善效果。
本次試驗(yàn)材料是70號(hào)基質(zhì)瀝青和CAP瀝青還原劑。實(shí)驗(yàn)時(shí)將原樣瀝青分成若干份裝入圓盤,每份瀝青重50 g,通過烘箱進(jìn)行加熱,在163℃條件下對其進(jìn)行5 h的薄膜烘箱老化。經(jīng)過檢測,70號(hào)瀝青老化前后的各項(xiàng)基本性能指標(biāo)見表l。
通過表1可知,經(jīng)過5 h薄膜烘箱老化,基質(zhì)瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均發(fā)生變化:針入度降低、軟化點(diǎn)升高、延度降低,60℃的運(yùn)動(dòng)粘度升高。這表明經(jīng)過旋轉(zhuǎn)薄膜老化以后,瀝青變硬、脆性增加、粘度有所提高。
表1 基質(zhì)瀝青老化前后的基本性能指標(biāo)
將老化后的瀝青摻入CAP瀝青還原劑進(jìn)行還原,為了使還原劑能與老化瀝青溶合均勻,在摻入CAP瀝青還原劑后進(jìn)行攪拌,然后在常溫下放置24 h,以保證CAP瀝青還原劑和老化瀝青充分發(fā)生反應(yīng)。
對摻加了CAP瀝青還原劑的老化瀝青進(jìn)行基本性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 基質(zhì)瀝青基本性能變化
為了更直觀地比較瀝青老化前后和加入不同含量CAP還原劑后的指標(biāo)變化,將表2的數(shù)據(jù)繪成柱狀圖和折線圖,如圖1~4所示。
通過圖1~4可知:
老化瀝青的針入度隨CAP含量增加而遞增,軟化點(diǎn)和延度CAP含量增加而遞減,這說明在老化瀝青加入CAP后關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)都得到了修復(fù),且老化瀝青中添加的CAP越多,對老化瀝青的粘性、稠度和延性的改善作用越好。
圖1 瀝青基本性能指標(biāo)柱狀圖
圖2 老化瀝青的針入度隨CAP含量增長變化規(guī)律
圖3 老化瀝青的軟化點(diǎn)隨CAP含量增長變化規(guī)律
圖4 老化瀝青的延度隨CAP含量增長變化規(guī)律
通過室內(nèi)試驗(yàn),對老化瀝青的基本性能進(jìn)行了分析,得到結(jié)論如下:
1)經(jīng)過5 h薄膜烘箱老化后,基質(zhì)瀝青的針入度降低、軟化點(diǎn)升高、延度降低、60℃的運(yùn)動(dòng)粘度升高。這表明經(jīng)過了旋轉(zhuǎn)薄膜老化以后,瀝青變硬、脆性增加、粘度提高。
2)老化瀝青的軟化點(diǎn)隨CAP含量增加而遞減,說明CAP可以改善老化瀝青的粘性。
3)老化瀝青的針入度隨CAP含量增加而遞增,說明CAP可以改善老化瀝青的稠度。
4)老化瀝青的延度隨CAP含量增加而遞增,說明CAP可以改善老化瀝青的延性。
[1]高爽.瀝青混合料疲勞損傷機(jī)理研究[D].重慶:重慶交通大學(xué),2008.
[2]呂松濤.老化對瀝青混合料疲勞性能的影響[J].科技信息,2012,1:67~68.
[3]陳勇鴻,胡冰,龔嘯.CAP瀝青還原劑處治瀝青老化路面研究[J].湖南交通科技,2012,4(38):4~7.
[4]趙志軍,周麗萍,曹利,李明珠.瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與CAP還原封層技術(shù)[J].建材世界,2009,6(30):8~13.